課程設(shè)計(說明書)
題目 設(shè)計尾架軸套零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
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畢業(yè)設(shè)計(說明書)
摘要
本文設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計尾架軸套零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備。本文共要設(shè)計三套夾具:1、鉆Ф5孔的鉆孔夾具;2、鉆攻M8螺紋孔的鉆孔夾具;因為零件是中批或大批生產(chǎn),并且鉆在外圓弧面上,所以要設(shè)計特殊的鉆孔夾具,保證零件質(zhì)量。3、銑削10X160平鍵槽的銑床銑槽夾具。夾具設(shè)計要求為減少停機時間,提高生產(chǎn)效率。
專用夾具的設(shè)計,首先應(yīng)該是建立在對零件的工藝進行分析、選擇粗精基準、進行必要計算的基礎(chǔ)上進行的。該夾具在設(shè)計之初就注重結(jié)構(gòu)工藝性,所以本次設(shè)計的夾具結(jié)構(gòu)簡易、緊湊,操作起來也比較方便靈活。更重要的是它在提高生產(chǎn)效率方面所起的作用尤為突出,體現(xiàn)了這次設(shè)計的主旨。
關(guān)鍵詞:尾架軸套、加工工藝、工藝裝備、鉆孔、銑槽
I
目 錄
摘要 I
第1章 緒論 4
1.1 機床夾具的概述 4
1.2 機床夾具的分類 4
1.3 機床夾具的發(fā)展方向 5
1.4 機床夾具在機械加工中的作用 5
1.5 夾具設(shè)計的特點和基本要求 6
1.5.1 夾具設(shè)計的特點 6
1.5.2 設(shè)計的基本要求 6
第2章 尾架軸套機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 7
2.1 零件的作用、設(shè)計基準及技術(shù)要求 7
2.1.1 零件的作用 7
2.1.2 零件的設(shè)計基準 8
2.1.3 零件的技術(shù)要求 8
2.2 零件的形狀位置精度、表面粗糙度及主要加工表面尺寸 8
2.2.1 零件的形狀位置精度 8
2.2.2 零件的表面粗糙度 8
2.2.3 零件的主要加工表面尺寸 8
2.3 零件的機械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求 8
2.3.1 零件的機械加工工藝性 8
2.3.2 零件的材質(zhì) 9
2.3.3 零件的熱處理要求 9
2.4 基準的選擇及加工方案的選擇與確定 9
2.4.1 基準的選擇 9
2.4.2 加工方案的選擇與確定 9
2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定 11
2.5.1 毛坯尺寸的確定 11
2.5.2 工藝尺寸的確定 12
2.6 確定切削用量及基本工時 13
第3章 專用夾具的設(shè)計 25
3.1 問題的提出 25
3.2 鉆M8-6H螺紋通孔夾具設(shè)計 26
3.2.1 確定定位方案,選擇定位元件 26
3.2.2 定位基準選擇 27
3.2.3 切削力及夾緊力計算 27
3.2.4 確定夾緊機構(gòu) 28
第4章 結(jié)論 30
參考文獻 31
II
第1章 緒論
1.1 機床夾具的概述
機床夾具是在切削加工中,用以準確確定工件位置,并將其牢固地夾緊的工藝裝備。主要作用是:可靠地保證工件的加工精度,提高加工效率,減輕勞動強度,充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此,機床夾具在機械制造中占有重要的地位。
機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分,是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。面前國內(nèi)正處在專用夾具大量更新的階段,為減低制造成本,避免材料浪費,使用數(shù)控機床柔性制造技術(shù)。近年來數(shù)控機床加工中心,成組技術(shù),柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新加工技術(shù)的應(yīng)用,機床夾具提出了如下新的要求:
1、可快速,方便地裝夾新產(chǎn)品投入生產(chǎn),以降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)準備周期;
2、可夾持一組具有相似特征的零件;
3、可應(yīng)用于高精密夾具及固定裝置;
4、可應(yīng)用于現(xiàn)代夾具制造和新技術(shù)的各種裝置;
5、進一步減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率;
6、提高機床夾具的標準化程度。
1.2 機床夾具的分類
1、專用夾具
專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設(shè)計的。
2、可調(diào)式夾具
可調(diào)式夾具的特點是:加工完一種零件后,通過調(diào)整或更換夾具中的個別元件,即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
3、專門化拼裝夾具
專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求,由實現(xiàn)制造好的通用性較強的標準化元件和部件拼裝組成。
4、自動化生產(chǎn)用夾具
自動化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動線上所使用的夾具。
1.3 機床夾具的發(fā)展方向
1、夾具元件多功能模塊化
能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加。如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能,可一件單獨使用,也可以幾件組裝在一起使用,T 形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具,使用這種夾具可以減少機床的停機時間,最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能。
2、高強度、高剛性、高精度
為了提高勞動生產(chǎn)率,縮短工件的加工工時,工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展,工序高度集中,工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化,這就需要柔性夾具本身要有較高的使用強度和剛度,才能滿足工件的加工精度。
3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化
現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化,使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工,這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng),它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成,利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具,供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點,組裝又像專用夾具那樣簡單可靠,保留了成組夾具的優(yōu)點。為了便于夾具與機床定位連接,夾具基體有統(tǒng)一標準的定位連接位置,使之專用、成組夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展,以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要。
4、工件夾緊快速化、自動化
為縮短工件加工中的輔助時間,減輕工人的勞動強度,工件的裝夾、拆卸也需要機械化、自動化。工件的夾緊由原來的單一功能的壓緊件、緊固件發(fā)展為可以調(diào)整的模塊,以便實現(xiàn)快速組裝和快速夾緊。對于批量大的一些零件的加工,液壓夾具、氣動夾具可實現(xiàn)工件自動化快速夾緊。
1.4 機床夾具在機械加工中的作用
1、保證工件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
2、提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本
3、改善工人勞動條件
4、在流水線生產(chǎn)中,以提高生產(chǎn)效率,使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
1.5 夾具設(shè)計的特點和基本要求
1.5.1 夾具設(shè)計的特點
1、針對性強,設(shè)計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。
2、保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計的兩項主要任務(wù),而保證加工質(zhì)量又是第一位的。
3、夾緊機構(gòu)對整個夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。
4、設(shè)計時應(yīng)考慮采用組合加工,修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度,盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié),而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
5、設(shè)計周期短,一般不進行強度剛度計算。
1.5.2 設(shè)計的基本要求
1、夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng),正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟性四者的關(guān)系。
2、保證工件精度。
3、保證使用方便,要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸,保證安全第一。
4、注意結(jié)構(gòu)工藝性,對加工、裝配、檢驗和維修等問題應(yīng)通盤考慮,以降低制造成本。
28
第2章 尾架軸套機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 零件的作用、設(shè)計基準及技術(shù)要求
2.1.1 零件的作用
此工件為普通車床尾座體中的套筒零件,它的作用是:
(1)、用來安裝尾座套筒頂尖,利用尾座套筒頂尖來頂緊工件,并和主軸卡盤一起起支撐作用,做為工件車削時的定位基準。
(2)、錐孔可以安裝鉆頭、鉸刀、鏜刀用來在工件上加工孔。車床尾座套筒在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用,而且它的精度直接影響工件的定位精度。因此要求車床尾座套筒具有強度高、剛度大、耐磨性好。錐孔表面加工尺寸精確,并且潤滑可靠。
車床尾座套筒有一個錐面,可用來插入后頂尖和其他加工刀具;平鍵槽是用來安裝平鍵的,起導向作用,所以尾座套筒只能軸向移動,不能夠轉(zhuǎn)動;Φ8的小孔是排氣孔,主要用來排氣的。車床尾座套筒的結(jié)構(gòu)簡單,加工尺寸精確、形位精度和表面質(zhì)量要求較高、剛性差、定位和夾緊都比較困難,屬易變形的套筒類零件。車床尾座套筒的主要加工表面有錐面、外圓表面、內(nèi)圓表面和鍵槽面等。各部分尺寸零件圖中詳細標注。
圖2.1 零件圖
2.1.2 零件的設(shè)計基準
通過資料的參看我們能夠知道,依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求,用以確定的一些點、線、面稱為設(shè)計基準。
依據(jù)對零件的分析,本次設(shè)計零件的設(shè)計基準為Ф55mm的外圓柱面。
2.1.3 零件的技術(shù)要求
該零件主要由外圓、錐孔、后端軸承孔、臺階孔、鍵槽等組成,長徑比為4.7,為典型的剛性套筒類零件。
Φ55mm外圓的圓度與圓柱度公差均為0.01mm,Φ36的內(nèi)孔相對于Φ55外圓軸心線直線度公差為0.02mm;調(diào)質(zhì)處理HRC22。
Φ55mm外圓的表面粗糙度公差為1.6um,Φ55mm零件的右端面的表面粗糙度公差為12.5um,其他未注表面的表面粗糙度公差為25um。
2.2 零件的形狀位置精度、表面粗糙度及主要加工表面尺寸
2.2.1 零件的形狀位置精度
Φ55mm外圓的圓度與圓柱度公差均為0.01mm,Φ36的內(nèi)孔相對于Φ55外圓軸心線直線度公差為0.02mm;
2.2.2 零件的表面粗糙度
Φ55mm外圓的表面粗糙度公差為1.6um,Φ55mm零件的右端面的表面粗糙度公差為12.5um,其他未注表面的表面粗糙度公差為25um。
2.2.3 零件的主要加工表面尺寸
本次設(shè)計我們主要設(shè)計2套夾具:
1、鉆攻M8螺紋孔的鉆孔夾具
在加工該螺紋孔時,主要的加工表面尺寸有:定形尺寸M8-6H;定位尺寸20。
2、銑削10X160平鍵槽
在加工該平鍵槽時,主要的加工表面尺寸有:、160mm、50.5mm。
2.3 零件的機械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求
2.3.1 零件的機械加工工藝性
零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的前提下,是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地加工出來的特性。所設(shè)計的軸套零件有利于達到所要求的加工質(zhì)量和有利于減少加工的勞動量。
通過上面對零件的分析,我們能夠知道本次設(shè)計的零件是軸套類零件、長度和直徑的比值是4.7,生產(chǎn)綱領(lǐng)是中批或者是大批生產(chǎn)。本次設(shè)計的零件主要加工的表面有外圓柱面、端面、圓錐面、圓錐孔、螺紋孔等等。這些都是能夠很容易滿足的。因此,該零件的機械加工工藝性較好。
2.3.2 零件的材質(zhì)
依據(jù)零件圖,本次設(shè)計零件的材質(zhì)是45鋼。最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼,綜合力學性能良好,對套筒零件這類小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理,其價格較便宜,經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火后可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能,局部淬火后再回火,表面硬度可達45HRC-52HRC。
2.3.3 零件的熱處理要求
本次設(shè)計的零件需要進行調(diào)質(zhì)處理HRC22。
2.4 基準的選擇及加工方案的選擇與確定
2.4.1 基準的選擇
精基準的選擇:精磨φ55外圓時為保證基準重合,采用套筒兩端45o錐面定位,加工莫氏4號錐孔時,應(yīng)采用“互為基準”原則,使用套筒外圓定位磨削錐孔。
粗基準的選擇:因為零件毛坯為45鋼的圓柱鍛件,粗基準直接選用φ60毛坯外圓定位,先加工兩端面頂尖孔,而后以兩頂尖定位加工外圓。
2.4.2 加工方案的選擇與確定
加工方案一:
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鍛造
Φ60X270
2
熱處理
HRC22
3
車削
粗車零件的右端面
粗車Φ55的外圓柱面
半精車Φ55的外圓柱面
精車Φ55的外圓柱面,保證Ra1.6um
掉頭,粗車零件的左端面,保證尺寸260
4
鏜削
粗鏜Φ26的通孔
粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
粗鏜3X0.5的槽
粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
5
鉆削
鉆、擴、鉸Φ8的通孔
鉆Φ5的孔
鉆Φ5的螺紋底孔
攻M8-6H的螺紋孔
6
銑削
粗銑10X160的平鍵槽
半精銑10X160的平鍵槽
粗銑4X2X54的油槽
半精銑4X2X54的油槽
7
倒角
8
清洗
9
終檢
10
入庫
加工方案二:
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鍛造
棒料、鍛造尺寸φ60mm×270mm
2
熱處理
正火
3
車削
粗車外圓,車端面
4
鉆削
鉆、擴孔
5
車削
調(diào)頭,車另一端圓(與上序光滑接刀),
6
車削、鉆削
車端面,鉆通孔
7
熱處理
熱處理,調(diào)質(zhì)處理HRC22
8
車削
車端面,擴孔,車后端φ36孔,后端錐面
9
車削
兩頂尖安裝,半精車外圓,調(diào)頭車另一端外圓
10
車削
外圓與中心架安裝,切3×0.5槽,精車φ36孔
11
車削
精車莫氏4號錐孔,車錐面,安裝方式同上
12
銑削
銑10mm鍵槽,4X2油槽
13
鉆削
鉆φ5油孔,φ8孔
14
車削
車螺紋孔
15
鉗工
鉗工,修毛刺
16
磨削
研磨兩端45°內(nèi)錐面
17
磨削
粗磨莫氏4號錐孔
18
磨削
兩頂尖45°錐面定位,粗磨外圓
19
磨削
精磨莫氏4號錐孔至設(shè)計尺寸;修研45°錐面
20
車削
精車內(nèi)孔至設(shè)計尺寸,修研45°錐面
21
磨削
兩頂尖定位,精磨外圓至設(shè)計尺寸
22
檢驗
檢驗,按圖樣檢查各部尺寸及精度
經(jīng)過上面2個工藝路線的編制,我們能夠看出:
方案一:在零件加工的過程中,比較的方便,思路也比較的清晰(鍛造—車削—鏜削—鉆削—銑削)。在滿足加工要求的前提下,盡量減少了加工的成本,滿足經(jīng)濟性的要求。
方案二:加工的步驟更加的細致,加工的精度更加的容易得到,但加工的成本也相應(yīng)的增加,同時該方案相較方案一,其加工的思路比較的紊亂。工人師傅加工的時候比較的費時費事。
在權(quán)衡利弊的前提下,我們決定選擇方案一作為本次設(shè)計的加工工藝路線。
以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。
2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定
2.5.1 毛坯尺寸的確定
1、選擇毛坯
該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn),根據(jù)《機械加工工藝手冊》,選擇外圓和內(nèi)孔尺寸比較接近的并能滿足使用要求的45鋼棒料。鍛造方法為自由鍛造。
表2.1 主要鍛造方法及工藝特點
2、確定毛坯尺寸及公差
查閱《金屬機械加工工藝人員手冊》,選擇45鋼φ60×270mm的鍛件(外圓余量5mm、端面余量2×5mm)
表2.2 軸徑及長度對照表
3、毛坯圖
圖2.2 毛坯圖
2.5.2 工藝尺寸的確定
根據(jù)上述加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸如下:
工序3:車削
(1)粗車零件的右端面
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=5mm,加工余量為:Z=5mm
(2)粗車Φ55的外圓柱面
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=1.5mm,加工余量為:Z=1.5mm
(3)半精車Φ55的外圓柱面
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.75mm,加工余量為:Z=0.75mm
(4)精車Φ55的外圓柱面,保證Ra1.6um
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.25mm,加工余量為:Z=0.25mm
(5)掉頭,粗車零件的左端面,保證尺寸260
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=5mm,加工余量為:Z=5mm
工序4:鏜削
(1)粗鏜Φ26的通孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=13mm,加工余量為:Z=13mm
(2)粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=5mm,加工余量為:Z=5mm
(3)粗鏜3X0.5的槽
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.5mm,加工余量為:Z=0.5mm
(4)粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=10mm,加工余量為:Z=10mm
(5)半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=2mm,加工余量為:Z=2mm
(6)精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=1mm,加工余量為:Z=1mm
工序5:鉆削
(1)鉆、擴、鉸Φ8的通孔
1)鉆Φ5的通孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=2.5mm,加工余量為:Z=2.5mm
2)擴Φ7.8的通孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=1.4mm,加工余量為:Z=1.4mm
3)鉸Φ8的通孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.1mm,加工余量為:Z=0.1mm
(2)鉆Φ5的孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=2.5mm,加工余量為:Z=2.5mm
(3)鉆Φ5的螺紋底孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=2.5mm,加工余量為:Z=2.5mm
(4)攻M8-6H的螺紋孔
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=1.5mm,加工余量為:Z=1.5mm
工序6:銑削
(1)粗銑10X160的平鍵槽
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=4mm,加工余量為:Z=4mm
(2)半精銑10X160的平鍵槽
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.5mm,加工余量為:Z=0.5mm
(3)粗銑4X2X54的油槽
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=1.5mm,加工余量為:Z=1.5mm
(4)半精銑4X2X54的油槽
參照《工藝手冊》,確定工藝尺寸為 Z=0.5mm,加工余量為:Z=0.5mm
2.6 確定切削用量及基本工時
工序3:車削
(1)粗車零件的右端面
本工序為粗車端面。已知加工材料為45,鑄件,有外皮;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取ap=5mm。
2、確定進給量f
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》得:f=0.5mm/r、Vc=20m/min。n=1000Vc/πd=106r/min。
CA6140說明書取n=112r/min 故實際切削速度Vc=nπd/1000=21.1m/min。
4、基本時間
根據(jù)《機械制造工藝學》車端面機動時間為:
式中:,,
則
(2)粗車Φ55的外圓柱面
本工序為粗車外圓柱面。已知加工材料為45,鑄件,有外皮;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取ap=1.5mm。
2、確定進給量f
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》得:f=0.5mm/r、Vc=40m/min。n=1000Vc/πd=212r/min。
CA6140說明書取n=280r/min 故實際切削速度Vc=nπd/1000=52.8m/min。
4、基本時間
根據(jù)《機械制造工藝學》車端面機動時間為:
式中:,,
則
(3)半精車Φ55的外圓柱面
本工序為半精車外圓柱面。已知加工材料為45,鑄件;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取ap=0.75mm。
2、確定進給量f
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取f=0.8mm/r。
3、確定切削速度v
當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》得:f=0.8mm/r、Vc=45m/min。n=1000Vc/πd=251r/min。
CA6140說明書取n=280r/min 故實際切削速度Vc=nπd/1000=50.1m/min。
4、基本時間
根據(jù)《機械制造工藝學》車端面機動時間為:
式中:,,
則
(4)精車Φ55的外圓柱面,保證Ra1.6um
本工序為精車外圓柱面。已知加工材料為45,鑄件;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取ap=0.25mm。
2、確定進給量f
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取f=1mm/r。
3、確定切削速度v
當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》得:f=1mm/r、Vc=50m/min。n=1000Vc/πd=284r/min。
CA6140說明書取n=280r/min 故實際切削速度Vc=nπd/1000=48.8m/min。
4、基本時間
根據(jù)《機械制造工藝學》車端面機動時間為:
式中:,,
則
(5)掉頭,粗車零件的左端面,保證尺寸260
本工序為粗車端面。已知加工材料為45,鑄件,有外皮;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取ap=5mm。
2、確定進給量f
查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》得:f=0.5mm/r、Vc=20m/min。n=1000Vc/πd=106r/min。
CA6140說明書取n=112r/min 故實際切削速度Vc=nπd/1000=21.1m/min。
4、基本時間
根據(jù)《機械制造工藝學》車端面機動時間為:
式中:,,
則
工序4:鏜削
(1)粗鏜Φ26的通孔
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
(2)粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
(3)粗鏜3X0.5的槽
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
(4)粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
(5)半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
(6)精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機床:查文獻選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
(1)、決定背吃刀量 由切削余量可知道 (單邊)
(2)、決定切削進給量 查文獻工件是鑄鐵,刀頭切削進給量為
(3)、決定切削速度 查文獻工件是45鋼,刀頭切削速度為
3、計算主軸轉(zhuǎn)速
按機床說明書可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為,所以實際速度為:
4、計算加工工時
=
工序5:鉆削
(1)鉆、擴、鉸Φ8的通孔
1)鉆Φ5的通孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,do=5mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.22mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=735r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
2)擴Φ7.8的通孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼擴孔鉆頭,do=7.8mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.2mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=577r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
3)鉸Φ8的通孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼鉸孔鉸刀,do=8mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.22mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=735r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
(2)鉆Φ5的孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,do=5mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.22mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=735r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
(3)鉆Φ5的螺紋底孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,do=5mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.22mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=735r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
(4)攻M8-6H的螺紋孔
1、確定鉆床:本次鉆削加工時,我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭:選擇高速鋼鉸孔鉸刀,do=8mm
3、確定進給量:根據(jù)《工藝手冊》取=0.22mm/r。
4、切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度,
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機床說明書選取n=735r/min,
故實際切削速度
6、切削工時
工序6:銑削
(1)粗銑10X160的平鍵槽
根據(jù)《切削手冊》,mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,取
刀具選用指狀銑刀,mm,
現(xiàn)采用X5032立式銑床,根據(jù)機床說明書,取n=600r/min。
故實際切削速度:
當n=600r/min時,工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床說明書,取
切削工時
(2)半精銑10X160的平鍵槽
根據(jù)《切削手冊》,mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,取
刀具選用指狀銑刀,mm,
現(xiàn)采用X5032立式銑床,根據(jù)機床說明書,取n=600r/min。
故實際切削速度:
當n=600r/min時,工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床說明書,取
切削工時
(3)粗銑4X2X54的油槽
根據(jù)《切削手冊》,mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,取
刀具選用指狀銑刀,mm,
現(xiàn)采用X5032立式銑床,根據(jù)機床說明書,取n=750r/min。
故實際切削速度:
當n=750r/min時,工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床說明書,取
切削工時
(4)半精銑4X2X54的油槽
根據(jù)《切削手冊》,mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,取
刀具選用指狀銑刀,mm,
現(xiàn)采用X5032立式銑床,根據(jù)機床說明書,取n=750r/min。
故實際切削速度:
當n=750r/min時,工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床說明書,取
切削工時
第3章 專用夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及減輕勞動強度,需設(shè)計專用夾具。與導師協(xié)商后,決定設(shè)計鉆Ф5油孔的鉆床夾具、鉆M8-6H螺紋通孔的鉆床夾具及銑10X160平鍵槽的銑床夾具。
3.1 問題的提出
加工Ф5油孔及M8-6H螺紋通孔是在Z3040搖臂鉆床上利用夾具加工。加工10X160平鍵槽在X5032立式銑床上利用夾具加工。本工序前外圓柱面、相應(yīng)端面、孔已加工過。在工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,而其尺寸公差也有一定的要求,故精度也是主要考慮的問題之一。
3.2 鉆M8-6H螺紋通孔夾具設(shè)計
3.2.1 確定定位方案,選擇定位元件
鉆M8-6H螺紋通孔和上面加工Ф5油孔的方法相似。工件以下面的V型塊,限制四個自由度(也采用2個短V型塊);以左定位座與工件的右端面接觸,限制一個自由度;最后用Ф8的圓柱銷插入到零件Ф8的通孔,完成完全定位。
另外,所有的夾具上涉及到的所有的零件,均采用“一面兩銷”對其進行定位。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖3.3二維裝配圖和3.4三維實體圖:
圖3.3 二維裝配圖
圖3.4 三維實體圖
3.2.2 定位基準選擇
為了提高加工效率,現(xiàn)采用手動夾緊工件快換裝置。
3.2.3 切削力及夾緊力計算
刀具:硬質(zhì)合金鉆頭
由實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》,切削力計算公式為:
其中:,,,,,,與加工材料有關(guān),取0.94;與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33;與鉆頭標準有關(guān),取1.0,則:
3.2.4 確定夾緊機構(gòu)
本夾具在2個定位V型塊的上面,采用2個夾緊V型塊、六角螺栓及左右夾緊座,對加工實現(xiàn)夾緊。另外,所有的夾具上涉及到的零件,均采用2個六角螺栓對其進行夾緊。工件的定位精度,通過鉆套進行保證。
第4章 結(jié)論
本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段,第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識;夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
經(jīng)過這段時間的設(shè)計,我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟,學會了查找相關(guān)手冊、說明書等,以及選擇使用工藝裝備等等。
總之,這次設(shè)計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力,為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于個人能力有限,所學知識還不能完全掌握,設(shè)計中還有許多不足,請各位老師和同學們多多斧正。
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